基于响应面法的激光熔覆3540Fe涂层形貌及质量预测研究

目的 实现激光熔覆3540Fe合金涂层几何形貌的精确控制。方法 基于响应面法设计了在不同的激光工艺参数下42CrMo钢表面激光熔覆3540Fe合金的试验，以激光功率、光斑直径、扫描速度为影响因素，熔覆层宽度、高度、熔池深度、熔覆层宽高比、显微硬度以及稀释率为响应目标，建立了熔覆层形貌的预测模型，以熔覆层显微硬度、宽高比作为优化条件对预测模型进行了实验验证。结果 激光功率与熔池深度和熔覆层稀释率成正比，熔覆层宽度、高度、宽高比随激光功率的增大表现为先升高后降低，熔覆层显微硬度与激光功率的关系呈负相关。扫描速度与熔覆层宽度、高度呈负相关性，与熔覆层宽高比、显微硬度成正比，对熔池深度和熔覆层稀释率的影响并不显著。光斑直径与熔池深度和稀释率呈负相关性，熔覆层高度随光斑直径的增大表现为先增大后减小，而宽高比表现为先减小后增大的趋势，光斑直径对熔覆层显微硬度的影响并不显著。通过对预测模型进行实验验证发现，宽高比、稀释率、显微硬度的误差分别为7.14%、5.70%、2.74%。结论 利用响应面法建立的3540Fe合金熔覆层形貌预测模型精确程度较高，能够实现对3540Fe合金熔覆层几何形貌的准确预测，为熔覆层形貌的精确控制提供了理论依据。

Morphology and Quality Prediction of Laser Cladding 3540Fe Coating Based on Response Surface Method